城鎮用地的擴展在數量上的特征主要采用城鎮擴展強度指數(呂曉芳等,2008)、擴展動態度指數(王秀蘭和包玉海,1999)、擴展貢獻率指數(周銳等,2011)、綜合擴展程度指數(周誌明等,2012)來反映快速城鎮區城鎮用地擴展的數量特征。
擴展強度指數主要是測度不同時期城鎮土地擴展的速度,實質上是用研究單元土地總面積對城鎮用地年平均擴展速度進行標準化處理,使不同研究階段城鎮用地擴展速度具有壹定的可比性(呂曉芳等,2008),這樣該指數就能很好地表征城鎮用地擴展的整體差異。擴展動態度指數是測度研究單元單位時間內城鎮用地面積變化與其初始面積之間的比值(王秀蘭和包玉海,1999)。擴展貢獻率指數是測度某個研究階段城鎮用地的擴展面積占整個研究階段城鎮用地擴展面積的比例。該指數可以很好地反饋階段城鎮用地擴展的重要性程度(周銳等,2011)。綜合擴展程度指數是個合成指數,即在分別測度擴展強度、擴展動態度及擴展貢獻率的基礎上,參考內梅羅公式將3項指數進行合成,這樣不僅考慮了擴展的相對變化率,也考慮了擴展基數的影響,還考慮了擴展的重要性程度(周誌明等,2012)。擴展強度指數、擴展動態度指數、擴展貢獻率指數及綜合擴展程度指數的計算公式如[式(7.1)~式(7.4)]所示。
(1)擴展強度指數
典型礦農城復合區土地利用格局演化與管理對策
式中:EI為擴展強度指數;Ua、Ub分別為研究階段初期、研究階段末期的面積;Ut為研究單元的總土地面積。
(2)擴展動態度指數
典型礦農城復合區土地利用格局演化與管理對策
式中:ED為擴展動態度指數;Ua、Ub分別為研究階段初期、研究階段末期的面積;T為研究階段的時間間隔。
(3)擴展貢獻率指數
典型礦農城復合區土地利用格局演化與管理對策
式中:EDN為擴展貢獻率指數;Ua、Ub分別為研究階段初期、研究階段末期的面積;UC為整個研究階段變化面積。
(4)綜合擴展程度指數
典型礦農城復合區土地利用格局演化與管理對策
式中:IE為綜合擴展程度指數;EI、ED、EDN分別為擴展強度指數、擴展動態度指數、擴展貢獻率指數。
通過計算得到各研究期各城鎮用地擴展指數,如表7.1所示。從擴展強度指數來看,1986—1996年擴展強度指數最大,其指數值達到8.78%,表明該研究階段城鎮用地擴展對整個快速城鎮區的影響比較明顯。其次是2009—2013年期間,其擴展強度指數達到4.34%。從擴展動態度指數來看,1986—1996年城鎮用地擴展相對1986年城鎮用地面積而言非常明顯,其指數達到29.37%。2000年以後,各研究階段擴展動態度相對比較平穩,維持在5%左右。從擴展貢獻率指數來看,由於1986—1996年城鎮用地面積增長明顯,因此對1986—2013年整個研究階段而言,城鎮用地擴展貢獻明顯,其指數達到50.82%。從綜合擴展強度指數來看,1986—1996年的指數高,達到 34.27%,其次是2009—2013年,1996—2000年擴展強度指數最低,主要是由於該階段城鎮用地存在壹定的負擴展。
表7.1 平魯區城鎮用地擴展數量特征